「科学への第一歩」
地方自治体の予算 教育機関平均 総合的な学校と 徹底的な研究単品 No.32 サマラ
セクション: 物理学
主題：「パワーあるよ！ 頭脳はいりませんか？
アブラモフ・ダニラ
4B年生
MBOU中等学校第32校
行く。 サマラ
作業長
シーベルト・ガリーナ・イワノヴナ
教師 プライマリークラス
サマラ、2015
目次
私。 はじめに…………………………………………………………………………..3
Ⅱ。 主要部分。 レバーとその種類……………………………………5
レバーの歴史から………………………………..…………………….…….5
アルキメデス – メカニック……………………………………………………………….…….6
レバーとは…………………………………………………….…….7
レバーの種類………………………………………………..9
Ⅲ。 実践編………………………………………………………………..11
3.1 テクノロジーと日常生活におけるレバー……………………………………………………………….11
3.2. 研究室での仕事話題になっている
「レバーの平衡条件の解明」……………………………….12
3.3. 自宅での実験…………………………………………13
3.4. 原理に基づいて動作するデバイスとモデルの製造
レバー………………………………………………………………15
Ⅳ。 結論……………………………….…………………………..…….17
文学…………………………………………..……………………...18
アプリケーション……………………………………………………………………………………19
導入
ある日、私たちは家族全員で車で森へ行きました。 雨が降り始めていなければ、すべてが素晴らしかったです。 彼は私たちを家に帰らせました。 そして当然、雨に濡れた道路で立ち往生してしまいました。 車を押しようとする試みはすべて無駄でした...そして父はこう言いました。「今すぐ力のある人に助けてもらえたらいいのに、息子よ！」 しかし、近くに強い男も英雄もいなかったので、トラクターがやって来ました。 彼はウインチをほどき、ケーブルを私たちの車に結び、5分以内に引き抜きました。
私は常に強くなり、真の助け手になり、ロシアの英雄のように、優しく、正直で、強くて器用になりたいと心から思っていました。 しかしその後、私は自分自身に次の質問をしました。 一般人タスク？」
私が指名しました仮説 - おそらく、人が強くなるのを助けるメカニズムがあるでしょう。(スライド 1 を参照).
目標 研究 : 最も単純なメカニズムの動作原理を調べます。(スライド 1 を参照).
その答えを求めて、私は物理学に目を向けました。 人間自身の力には限界があるので、人間は力を増強するためにしばしば装置を使用することを学びました。このような装置を単純機構と呼びます。 これらには、レバーとその種類 - ブロックとゲートが含まれます。 傾斜面とその種類 - ウェッジとスクリュー。
タスク :
1. レバレッジの起源と種類について学びます。
2. レバーを使った実験を行う。
3. 大人の助けを借りて、てこの原理で動作する装置をモデル化します。
4. 研究結果に基づいて電子プレゼンテーションを作成します。(スライド 1 を参照).
オブジェクト: レバーアーム。
アイテム： 人々の生活にレバレッジを適用すること。
メソッド : 文献やインターネットでの情報の検索、観察、記述と測定、実験作業、モデリング。
Ⅱ 。 レバーとその種類。
「足がかりをください、そうすれば地球を動かします！」
アルキメデス
レバレッジの歴史から。
人間は合理的な存在です。 彼に、獣よりも強く、より速くする装置を作成し、それらがなければ生きていけない状況で生きる機会を常に与えたのは、彼の心でした。
最初のそのような装置の 1 つはレバーでした。 原始人ですら、普通の棒を重りを持ち上げるための道具に変えました。 長い棒を石の下に滑り込ませ、それを支えとなる木の上に置くと、問題なく石を別の場所に移動することができました。 ポールが長いほど作業が楽になります。 レバーの発明は、原始人をその発展の道に沿って前進させました。
鍬とオールは、作業に必要な力を軽減するために人間によって発明されました。(スライド 1 を参照).
紀元前 5 千年紀、メソポタミアではてこの原理を利用してバランスをとる天秤が使用されていました。
レバーがなければ重いものを持ち上げることは不可能です 石板ピラミッドの建設中に 古代エジプト。 高さ 147 メートルのクフ王のピラミッドの建設には、230 万個の石のブロックが使用され、最小のものの重さは 2.5 トンでした。
紀元前 1500 年頃、エジプトとインドにシャドゥフが出現しました。これは、水を入れた容器を持ち上げるための装置である現代の蛇口の祖先です。ロシアでも同様の装置が井戸から水を汲み上げるために使用され、「クレーン」と呼ばれていました。
したがって、レバーの作者の名前も、その発明の正確な日付もわかりません。 しかし、古代の人々は数学的規則や物理法則を持たずに、直感と経験に頼って単純な機構を発明し、広く使用していたと完全に自信を持って言えます。
2.2 アルキメデス - メカニック。
レバー、ブロック、傾斜面は、古代に住んでいた科学者アルキメデスに興味を持ちました。 古代ギリシャ古代の頃。 紀元前3世紀。 e. アルキメデスは、力、荷重、てこの作用の概念を結び付けて、てこの動作原理を初めて書面で説明しました。 彼によって定式化された平衡の法則は今日でも使用されており、次のように聞こえます。「レバーに作用する力がその力の腕に反比例するとき、レバーは平衡状態にあります。」. アルキメデスは、てこの原理の完全な理論を概説し、それを実際に適用することに成功しました。 プルタルコスは、アルキメデスがシラクサの港に吊り上げと輸送を容易にするために多くのブロックレバー機構を構築したと報告しています。 重い荷物。 彼が発明した水をすくうためのアルキメデスのスクリュー（オーガー）は、今でもエジプトで使われています。アルキメデスは最初の力学理論家でもあります。 彼は著書「On Balance」を書き始めます 平面図» レバレッジの法則の証明付き。(スライド 1 を参照).
伝説によると、ヒエロンがエジプト王プトレマイオスへの贈り物として建造した重多層船シラキュースは進水できなかったという。 アルキメデスはブロックのシステム (滑車ホイスト) を構築し、その助けを借りて、手を 1 回動かすだけでこの作業を行うことができました。 伝説によると、アルキメデスは同時にこうも言いました。「自由に立つことができる別の地球があれば、私は地球を動かすでしょう」（別のバージョンでは、「支点を与えてください。そうすれば世界をひっくり返してみましょう」） 。(スライド 1 を参照).
アルキメデスの工学的天才は、紀元前 212 年のローマ人によるシラクサ包囲中に特に力強く現れました。 e. 第二次ポエニ戦争中。 しかし、その時彼はすでに75歳でした。アルキメデスは投擲可能な投擲機を開発した 高速重さ約250kgの石や重い丸太を岸から船に投げ込む機構など。 で ここ数年この「古代の超兵器」の説明の真実性を検証するために、いくつかの実験が行われました。 構築された構造はその完全な機能を示しました。
いわゆる「アルキメデスの足」は、現代のクレーンのプロトタイプであるユニークな吊り上げ機械でした。 それは城壁を越えて突き出た巨大なレバーで、カウンターウェイトが装備されていた。(スライド 1 を参照).
有名な古代史家ポリュビオスは、ローマの船がシラキュース近くの海岸に着陸しようとすると、特別な訓練を受けた人が制御するこの機械が船首を掴んでひっくり返すだろうと書いています。 ローマ軍は都市を襲撃するという考えを放棄せざるを得なくなり、包囲戦に切り替えた。 ポリュビオスは次のように書いている。「これは、一人の人間、一才能の奇跡的な力であり、あらゆる任務に巧みに向けられている…誰かがシラクサ人の中から一人の老人を排除すれば、ローマ人はすぐに都市を占領することができた。」
メカニックとしてのアルキメデスの役割を評価すると、彼が適切な計算を行い、動きを強化し、変化させることができるより複雑なメカニズムを設計したことに注目したいと思います。 アルキメデスのおかげで、人類は大型船を進水させ、戦闘車両を製造することを学びました。
2.3 レバーとは何ですか?
それでも、人の力には限界があるため、人の力をより大きな力に変えることを可能にする装置（または装置）を頻繁に使用します。 直接動かすことができない重い物体（石、キャビネット、工作機械）は、十分に長くて強い棒であるレバーを使用してその場所から移動させます。
レバーは、固定されたサポートの周りを回転できる剛体です。 レバーには 2 本のアームがあります。 ショルダーとは支点から力がかかる点までの距離です。 バールや板などをレバーとして使用できます。 パターンがあります:(スライド 1 を参照).
1) ショルダーが長いほど、同じ荷物を持ち上げるのに必要な力が少なくなります。
2) 肩が長ければ長いほど、 より長い道のりそれは通ります。
3) バランスを維持するには、レバーアームは何倍大きいか、荷重は何倍小さい必要があります。
これらのパターンを小学生にも理解できる言語で定式化することができました。 私たちは反比例と比例の性質についてまだよく知りません。 そして、自家製の実験室設備 (レゴ コンストラクターで作られたレバー) は、パターンの妥当性を明確に検証するのに役立ちました。
レバーは2種類あります。
第 1 種類のレバーの場合、支持固定点 O は加えられた力の作用線の間に位置し、第 2 種類のレバーの場合、支持固定点 O は作用線の片側に位置します。(スライド 1 を参照).
レバレッジを利用すると力を得ることができます。 レバーを使用して得られる力の増加を計算するには、3 世紀にアルキメデスが発見した法則を知っておく必要があります。 紀元前 e.
それで、小さな力と大きな力のバランスをとるためには、その肩が大きな力の肩を超える必要があります。 .
アルキメデスがてこの原理を確立して以来、それはほぼ 1900 年間、元の形で存在してきました。
したがって、ほとんどの場合、強度を高めるためにてこの作用が使用されます。 体にかかる力が数倍になります。
2. 4.レバーの種類
レバーにはブロックとゲートの 2 種類があります。(スライド 1 を参照).
ブロック ロープ、ケーブル、チェーンを通す溝のある車輪のような形をした装置です。
ブロックには、可動ブロックと固定ブロックの 2 つの主なタイプがあります。(スライド 1 を参照).
固定ブロックの場合は軸が固定されており、荷物をつり上げる際に上下しませんが、可動ブロックの場合は荷物に合わせて軸が動きます。 静止したブロックでは強度が向上しません。 力の方向を変えるために使用します。 したがって、たとえば、そのようなブロックの上に投げられたロープに下向きの力を加えると、荷重が上向きに上昇します。
移動ブロックの場合は状況が異なります。 このブロックにより、小さな力で 2 倍以上の力のバランスをとることができます。
実際には、移動ブロックと固定ブロックの組み合わせがよく使用されます。 これにより、力の衝撃の方向を変えることができ、同時に強度が 2 倍になります。
強度をさらに高めるために、と呼ばれる昇降機構が採用されています。チェーンホイスト 。 ギリシャ語の「滑車」という言葉は、「ポリ」（たくさん）と「スパオ」（引っ張る）という 2 つの語源から形成されているため、一般的には「たくさんの引っ張り」ということになります。(スライド 1 を参照).
滑車は 2 つのケージを組み合わせたもので、1 つは 3 つの固定ブロックで構成され、もう 1 つは 3 つの可動ブロックで構成されます。 それぞれの可動ブロックが牽引力を 2 倍にするため、一般にプーリーの強度は 6 倍になります。
ゲートはシリンダー（ドラム）とそれに取り付けられたハンドルで構成されています。 この単純な仕組みは古代に発明されました。 ほとんどの場合、井戸から水を汲み上げるために使用されました。(スライド 1 を参照).
より高度な機構はウインチです。 直径の異なる2つの歯車を備えたゲートを組み合わせたものです。 ウインチは 2 つのウインチを組み合わせたものと考えることができます。(スライド 1 を参照).
何世紀にもわたる実践により、どのメカニズムも仕事に利益をもたらさないことが証明されています。 作業条件に応じて強度や経路を増やすために使用されます。 古代の科学者はすでにそのルールを知っていました: 力で何回勝っても、距離で負けるのは同じです。 このルールは力学の「黄金律」と呼ばれています。 その著者は古代ギリシャの科学者、アレクサンドリアのヘロンです。私西暦世紀(スライド 1 を参照).
Ⅲ 。 実践的な部分。
レバーの歴史、発見者、動作原理と種類についての理論的資料を勉強した後、私は研究を行うことにしました。
3.1. テクノロジーと日常生活におけるレバー。
私たちの中で 現代世界レバーは自然界と人工界の両方で広く使用されています。 変換するほぼすべてのメカニズム 機械式ムーブメント、何らかの形でレバレッジを使用します。
レバーは人間や動物の体のさまざまな部分にあります。 これらは、たとえば、手足や顎です。 昆虫や鳥の体にはレバーがたくさん見られます。
レバーは日常生活でもよく使われます、これは 給水栓、ドア、さまざまなキッチン家電。(スライド 1 を参照).
てこの原理は、強さや距離を伸ばす必要がある場合に使用されるてこスケール、さまざまな種類のツールや装置の動作の基礎となっています。(スライド 1 を参照).
ハサミを使って作業すると、力と距離が増加することがわかります。 ハサミはレバーであり、その回転軸はハサミの両半分を接続するネジを通過します。 ハサミの用途に応じて、そのデザインは異なります。 紙を切るために設計されたはさみは、長い刃とほぼ同じ長さのハンドルを備えています。紙を切る必要はありません 大きな力、長い刃を使用すると、直線で切るのがより便利になります。 この場合、距離が増加します。 切断はさみ 板金金属の抵抗力が大きく、それをバランスさせるために、作用する力の腕を大幅に増加する必要があるため、ハンドルは刃よりもはるかに長いです。 ワイヤー切断用に設計されたワイヤーカッターでは、ハンドルの長さと切断部分と回転軸の間の距離の差はさらに大きくなります。 明らかに、このような場合には力が得られます。 (スライド 1 を参照).
レバーは他の工具にも使用されます。これらは、万力や作業台のハンドル、工作機械のレバーなどです。 大工道具、救助ツールなど。(スライド 1 を参照).
もちろんレバレッジをかける さまざまな種類テクノロジーではよくあること。 最も 簡単な例彼らのアプリケーションは車のシフトレバー、車やトラクターのペダル、自転車のハンドブレーキ。(スライド 1 を参照).
ペンでも ミシンそしてピアノの鍵盤もレバーです。(スライド 1 を参照).
私たちはみんなスポーツが大好きです！ そして、よく見てみると、この分野でもレバレッジが使われていることがわかります。高い金庫とても 明確な例、P 長さ約 3 メートルのレバーを使い、力を正しく加えると、アスリートは最大 6 メートルの目もくらむような高さまで飛び上がります。 また、多くのスポーツ用品にはレバーが装備されています。(スライド 1 を参照).
どれについても 建設現場掘削機とタワーの作業 クレーン- これはレバー、ブロック、ゲートの組み合わせです。 クレーンの「専門性」に応じて、 さまざまなデザインそして特徴。(スライド 1 を参照).
レバーは以下の分野でも広く使用されています。 農業– トラクター、コンバイン、播種機、その他の機構。(スライド 1 を参照).
それで、ほとんどの場合、強度を高めるために単純な機構（ギリシャ語の「mechane」-機械、道具）が使用されます。
3.2. 研究室での仕事
装置 : 三脚のレバー、重りのセット、定規。
目標 : レバーの平衡条件を調べます。
進捗。
1.レバー先端のナットを回して水平になるようにバランスを取りました。
2. 回転軸から 7 cm の距離にあるレバーの左アームに 3 つの重りを吊り下げます。
3. 試しに、レバーの右腕に、前の 3 つの重りのバランスをとるために 1 つの重りを吊るす場所を作成しました。 ここから回転軸までの距離を測ってみました。
4. 各荷重の重さが 1 N であると仮定して、表に記入します。
5. レバー均衡則の妥当性について結論を導き出した。
(スライド 1 を参照).
F2l2 : l1
7 cm
3H
21 cm
1H
10cm
2時間目
20 cm
1H
9cm
4時間
18cm
2時間目
3.3.自宅での実験。
Ya.I の本を使用して ペレルマン」 面白い物理学」とインターネット サイト「Cool Physics」と「Physics Around Us」の資料を使って面白い実験を行いましたレバー付き。
1. 車。 (スライド 1 を参照).
大小のおもちゃの車に乗りました。 定規の両端に置き、中心を丸い鉛筆の上に置きました。 大きな機械が無理をしてしまったので... もっと重いです。 鉛筆を大きなタイプライターに近づけると、バランスが取れます。 鉛筆を大きなタイプライターにさらに近づけると、小さなタイプライターがそれを上回りました。
2. 指にどのくらいの力がありますか?
私は丸いつまようじを2本取りました。 私は1本のつまようじの真ん中を中指（爪に近い）に置き、端 - 人差し指と薬指に置きました。 私は人差し指と薬指で爪楊枝を押して折ろうとしました。 彼は爪楊枝を指の真ん中に移動させた。 もう一度爪楊枝を折ってみました。 爪楊枝が指の先にあるとき、爪楊枝を折ることはほとんど不可能でした（指はくるみ割り人形に似た第二級のレバーの役割を果たしました）。 支点は指が始まる場所です。つまようじが支点から離れるほど、より大きな力を加える必要があります。 ???????
3. プーリーホイスト。
私はスキーポールのハンドルにロープを結びました。 両方の棒を互いに50 cmの距離に置き、ハンドルをロープで3回巻き付けます。 助手たちが棒を引き離そうとしている間、私はロープの緩んだ端を引っ張りました。 友達がスティックを押し離そうとしても、私は一人でスティックを押し合わせることができます。 (ポールとロープは滑車システムのように動作します。私が加える力はポールのハンドルに巻き付けられたロープによって倍増されるため、アシスタントと比較して私の力はほぼ 5 倍になります。
4. レバー。 (スライド 1 を参照).
普通の棒が人間のレバーになりました - 最も単純なメカニズムです。 普通の棒で二人で荷物を運ぶのにとても便利です。 これを使用すると、重い物を簡単に持ち上げたり移動したりできます。
体験１。 私はそれほど長くない棒をスーツケースのハンドルの下に差し込み、友人に手伝ってもらいながら二人でスーツケースを持ち上げました。 スーツケースがちょうど真ん中にあれば、私たち全員が均等に荷物を積むことができます。 スーツケースをスティックの一方の端に移動すると、すべてが変わりました。 長い方の端を持つ方の負担が軽くなりました。 レバーアームが変更され、荷重を上昇位置に保持する力のバランスも変更されました。 私たち一人一人の手はレバーの支えになっており、荷重までの距離が小さければ、この支点にかかる荷重は大きくなります。
体験2 。 私は小さな棒を手に取り、その端の近くの側面に釘を打ち込みました。 この端にアイロンを置き（アイロンが床に滑り落ちないように釘が必要です）、レバーを椅子の後ろに置きました。 レバーの自由端を持ち、支点を荷物に近づけたり、荷物から遠ざけたりしてレバーを動かしました。 手から支点までの距離が長いほうが荷重を持ちやすいと確信していました。 サポートから荷重までの距離を変えずに、手をレバーに沿って支点まで動かしても、同じ結果が得られました。
5. 釘を抜きます。
ハンマーを使って、釘を木片の2/3まで打ち込みました。 私は手で木片から釘を抜こうとしました。 どれだけ頑張っても何もできませんでした。 そこで釘抜きを使って簡単に釘を抜きました。 私の場合は釘抜きがレバーの役割を果たしますが、に使用される単純な装置です。力を使って 2 番目のポイントでの抵抗を克服します。
3.4. テコの原理で動作するデバイスやモデルの製造。
レバーの研究から得た知識を使用して、私は父の助けを借りて次の装置とモデルを作りました。
1. DIY ウインチ。 (スライド 1 を参照).
悪路からは誰も安全ではありません。車がぬかるみにはまった場合、それを救えるのはウインチだけです。 自分の手でウインチを作ることができるのに、高価なものに多額のお金を費やして店で買う価値はありますか？
必要なものは次のとおりです。
回転用のアクスルと、より大きなチューブと 2 本の適合チューブ より小さい直径;
強力なケーブル。
進捗：
当社の手作りウインチはてこの原理で動作します。 パイプの一部は、自家製ウインチの基礎として機能します。 パイプを動作させるには、パイプを車軸に置き、ケーブルで固定する必要があります。 ロープのループをパイプに数回巻き付け、任意のハンドルに取り付ける必要があります。
ハンドルを回すとパイプが軸に沿って回転し、ケーブルが巻き付きます。 このようなウインチは、泥の中から車を引き出すだけでなく、田舎などでさまざまな荷物を移動するのにも役立ちます。
2. 滑車ホイスト。 (スライド 1 を参照).
強力なナイロンコード、2つの別々のブロック、および重りを用意しました。 可動ブロック1個と固定ブロック1個を組み合わせて組み立て、固定しました。チェーンホイストがなければ手に持つことのできなかった荷物を簡単に持ち上げることができるようになりました。
ダイナモメーターで実験を行った結果、チェーンホイストの強度は2倍になると確信しました。
Ⅳ 。 結論。
仕事の結果、私は次の法則を確信するようになりました。それは、強さで勝った回数は、飛距離で負けた回数と同じです。
レバーの歴史、発見者、動作原理、種類について学びました。
手押し車があると持ち運びが楽です 長いハンドル;
釘抜きは長ければ長いほど釘を抜きやすくなります。
柄の長いレンチを使用するとナットを締めるのがはるかに簡単です。
力学の「黄金律」を決して忘れてはなりません。これを単純化すると、次のようになります。強さで勝つことは、道で負けることを意味します。 場合によっては、強さを得るために近道を犠牲にする価値があります。 作業内容は変わりませんが、距離が伸びると時間も増えるので楽になります。 そして、長期間にわたって、仕事をするのがより簡単になることは誰にとっても明らかです。
マシンを設計するときは、道路で勝つために、時間内に勝つために強度を犠牲にしなければならない場合、その逆のことが起こります。
このテーマに取り組む過程で、私は 自分の経験私は、レバーとその種類が実際に人に力や距離を与えたり、便利のために使用されていると確信しました。 したがって、彼はすべての強い人が必ずしも強いわけではないという仮説を裏付けました。 今私は日々のおかげだけでなく強くなってきています フィジカルトレーニングだけでなく、新しく獲得した知識を適用することによっても可能です。 私の作品のタイトルは、いかなる場合でも肯定的なイントネーションで発音されるべきではありません。 逆に知性があれば力も生まれる。 私の研究から得られた資料は、間違いなく、地球を取り巻く世界についての授業に役立つでしょう。 小学校、そしておそらく7年生の物理の授業でも。
最後に、ウラジミール・スティーエフの素晴らしいおとぎ話「救世主」のハリネズミの言葉を思い出したいと思います。
文学
1.バラショフM.M. 物理。 – M.: 教育、1994 年。
2. カッツ Ts.B. 物理学の授業での生物物理学。 – M.: 教育、1988 年。
3. ペレルマン Ya.I. 面白い物理学。 ブック 1。 – M.: ナウカ、1979 年。
4. 物理学。 7年生 / グロモフ S.V.、ロディナ N.A. – M.: 教育、2000 年。
5. 物理学 7 年生 / ペリシキン A.V.、ロディナ N.A. – M.: バスタード、2003 年。
6.子供向けの百科事典。 T.14 – テクノロジー。 – M.: アヴァスタ+、2000 年。
7. 私は世界を探検します。 児童百科 - 美の世界。 – M.: アストレル、2004 年。
応用
フォトレポート
研究室での仕事「レバーのつり合い条件を調べる」
私の実験 http://vse-svoimiruchkami.ru/glavnaya/ )
チェーンブロックを作る
学校間会議の市内ツアー
「科学への第一歩。」
役職「パワーあるよ！ 頭脳はいりませんか？
学生（姓、フルネーム）アブラモフ・ダニラ
MBOU 中等教育学校 ________32__クラス____________ 4 B
作業長シーベルト・ガリーナ・イワノヴナ
作品の種類 (プロジェクト/要約/研究)勉強
仕事の評価基準
1) 作業設計の要件の遵守。すべての要件が満たされています .
2) 調査対象資料の量:文献やインターネットでの情報の検索、観察、記述と測定、実験作業、モデリング。
3) 研究対象の認知的価値、関連性、実用的および理論的重要性。この研究では、てこの起源と種類を調べ、てこの実験を行い、てこの原理で動作する装置をモデル化しました。
4) 仕事の問題、仮説、目標、目的。仮説: おそらく、人が強くなるのを助けるメカニズムが存在します。 目標: 最も単純なメカニズムの動作原理を解明すること。 目的: レバーの特性とその動作原理を特定するための実験を実施します。
5) 研究スキル (議論、結論、読み書き能力、資料の論理的表現、科学的な表現スタイルの遵守)研究は適切に編集され、科学的なプレゼンテーションのスタイルが観察され、各実験と研究全体について結論が導き出されます。
査読者の署名（署名転写）
ウユキナ・リュドミラ・グリゴリエヴナ
レバーは、支点と呼ばれる一点を中心に回転できる細い棒です。 負荷と呼ばれる動く物体をロッドの一端に置き、もう一方の端に力を加えると、手で持ち上げて運ぶよりもはるかに少ない力で物体を動かすことができます。
レバーは単純な公式に従って動作します。つまり、アームと力の積 (支点と力が作用する直線の間の最短距離) は、アームにかかる荷重の積に等しくなります。 フォースアームが長いほど増加が大きくなり、負荷を移動しやすくなります。 この利点の代償は次のとおりです。フォース アームが長くなるほど、負荷の移動距離が短くなります。
以下の図に示すように、すべてのレバーは力、荷重、支点の相対位置によって区別される 3 つのクラスに分類できます。
二級レバー
第 2 種レバーは、右のピンク色の図に示すように、一端に支点、もう一端に力、そしてその 2 つの間に荷重 (W) を持ちます。 手押し車、栓抜き、ホッチキス、穴あけパンチは、常に加えられる力を増大させる第 2 級のレバーです。
第三級レバー。
3級テコでは荷重（W）と支点（黄色の図）の間に力がかかります。 下図に示すピンセットは、2 つの第 3 種レバーが支点で接続されて構成されています。 通常、ほうきを使用すると、荷物の移動距離が長くなり、必要な力が最小限に抑えられます。
ファーストクラスのレバー
最も一般的なタイプのレバーは第 1 種レバーで、支点は荷重 (W) と加えられる力 (青の図) の間にあります。 クラス 1 レバーには、左の写真に示すプライヤー、釘抜き、ハサミなど、さまざまな種類があります。
人間の力には限界があります。 したがって、彼は自分の力を非常に大きな力に変換できる装置（または装置）を頻繁に使用します。 このようなデバイスの例はレバーです。
レバーアーム固定されたサポートの周りを回転できる剛体です。 バールや板などをレバーとして使用できます。
レバーは2種類あります。 U 第一種レバー支持の固定点 O は、加えられた力の作用線の間にあり (図 47)、 第2種レバーそれはそれらの片側にあります (図 48)。 レバレッジを利用すると力を得ることができます。 したがって、たとえば、図 47 に示されている作業者は、レバーに 400 N の力を加えると、800 N の重さの荷物を持ち上げることができます。800 N を 400 N で割ると、2 に等しい力のゲインが得られます。
レバーを使用して得られる力の増加を計算するには、3 世紀にアルキメデスが発見した法則を知っておく必要があります。 紀元前 e. この規則を確立するために、実験をしてみましょう。 レバーを三脚に取り付け、回転軸の両側に重りを取り付けます (図 49)。 レバーに作用する力 F 1 と F 2 は、これらの荷重の重量に等しくなります。 図 49 に示す実験から、ある力の腕 (つまり、距離 OA) が別の力の腕 (距離 OB) よりも 2 倍大きい場合、2 N の力は 1 つの力によって釣り合うことができることが明らかです。 2倍の大きさ - 4N。 
それで、 小さい力と大きい力のバランスをとるためには、その肩が大きい力の肩を超える必要があります。 レバーを使用して得られる力の増加は、加えられる力の腕の比率によって決まります。。 これは レバレッジルール.
力の腕を l 1 と l 2 で表しましょう (図 50)。 この場合、レバレッジ ルールは次の式で表すことができます。
この式は次のことを示しています レバーにかかる力が腕に反比例する場合、レバーは平衡状態にあります。.
レバーは古代に人々によって使用され始めました。 その助けを借りて、古代エジプトのピラミッドの建設中に重い石の板を持ち上げることができました（図51）。 レバレッジがなければこれは不可能です。 結局のところ、たとえば、高さ 147 メートルのクフ王のピラミッドの建設には、200 万個以上の石のブロックが使用され、最小のものの質量は 2.5 トンでした。
現在、レバーは生産現場 (クレーンなど) と日常生活 (ハサミ、ワイヤー カッター、秤など) の両方で広く使用されています。 
1. レバーとは何ですか? 2. レバレッジの法則とは何ですか? 誰がそれを発見しましたか? 3. 第 1 種レバーと第 2 種レバーの違いは何ですか? 4. レバレッジの使用例を挙げてください。 5. 図 52 (a) と図 52 (b) を見てください。 どちらの場合に荷物を運ぶのが楽ですか？ なぜ？
実験的なタスク。定規のバランスが取れるように、定規の中央の下に鉛筆を置きます。 変えずに 相対位置定規と鉛筆を使って、片側に 1 枚のコイン、反対側に 3 枚の同じコインのスタックを配置してレバーのバランスをとります。 加えられた力の腕を（コインの側面から）測定し、てこの法則を確認します。
レバーは世界で最も一般的で単純なタイプの機構の 1 つであり、自然界と人間が作成した人工世界の両方に存在します。
人間の体はレバーのようなもの
たとえば、人や動物の骨格や筋骨格系は、数十、数百のレバーで構成されています。 肘関節を見てみましょう。 橈骨と上腕骨は軟骨でつながっており、上腕二頭筋と上腕三頭筋も軟骨でつながっています。 したがって、最も単純なレバー機構が得られます。
3kgのダンベルを手に持つと、どれくらいの力が筋肉に発達しますか? 骨と筋肉の接合部は骨ごとに1対8の比率で分割されているため、筋肉は24kgの力を発揮します。 私たちは自分たちよりも強いことがわかりました。 しかし、私たちの骨格のてこシステムでは、私たちの力を十分に発揮することができません。
わかりやすい例はもっとあります 成功したアプリケーション体の筋骨格系におけるてこ作用の利点は、多くの動物 (あらゆる種類の猫、馬など) における後膝の逆向きです。
彼らの骨は私たちよりも長く、後ろ足の特殊な構造により、筋肉の力をより効率的に使用できます。 はい、間違いなく、彼らの筋肉は私たちよりもはるかに強いですが、体重も桁違いに重いです。
平均的な馬の体重は約450kgで、約2メートルの高さまで簡単にジャンプできます。 あなたも私も、体重は馬の 8 ～ 9 分の 1 ですが、そのようなジャンプを実行するには、走り高跳びのスポーツの達人である必要があります。
ハイジャンプについて思い出したので、人間が発明したレバーを使用するためのオプションを考えてみましょう。 高い金庫 非常にわかりやすい例です。
長さ約 3 メートルのレバーを使用します (走り高跳びのポールの長さは約 5 メートルです。つまり、ジャンプの瞬間のポールの曲がりから始まるレバーの長い腕は約 3 メートルです)。力を加えると、アスリートは最大 6 メートルの目もくらむような高さまで舞い上がります。
日常生活のレバー
レバーは日常生活でもよく使われます。 小さくても非常に効果的なレバーである 3 ～ 5 cm のハンドルがなかったら、しっかりとねじ込まれた水道の蛇口を開けるのははるかに困難になります。
ボルトやナットを緩めたり締めたりするために使用するレンチも同様です。 レンチが長いほど、このナットを緩めるのが簡単になり、逆に、より強く締めることができます。
各種機構、自動車、工作機械の修理など、特に大きくて重いボルトやナットを扱う場合は、柄が1メートルまでのレンチを使用してください。
別の 輝く例日常生活で最も一般的なドアはレバーです。 ヒンジの近くを押してドアを開けてみてください。 ドアは非常に強く折れます。 しかし、遠ざかるほど ドアヒンジ力がかかる位置が特定されると、ドアを開けるのが容易になります。
テクノロジーにおけるレバー
当然のことながら、レバーもテクノロジーのいたるところに存在します。 最もわかりやすい例車のシフトレバー。 レバーの短いアームはキャビン内で見える部分です。
レバーの長いアームは車体の底面に隠れており、短いアームの約2倍の長さがあります。 レバーをある位置から別の位置に動かすと、ギアボックス内の長いアームが対応する機構を切り替えます。
ここでは、レバーアームの長さ、ストロークの範囲、レバーを動かすのに必要な力が相互にどのように関係しているのかも非常に明確にわかります。
例えば、スポーツカーでは、より速くギアを変更するために、レバーは通常短く取り付けられており、その移動範囲も短くなります。
ただし、この場合、ドライバーはギアを変更するためにさらに努力する必要があります。 逆に重量車では機構自体が重くなるためレバーが長くなり、その移動範囲も乗用車に比べて長くなります。
このように、てこの仕組みは自然界や私たちの日常生活、さまざまな仕組みの中に非常に広く普及していることがわかります。
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関節によって接続された骨は、筋肉が収縮するときにレバーの役割を果たします。 生体力学では、レバーは次のように区別されます。
最初のタイプ - 力のてこ - 筋力を加える肩が抵抗（重力）の肩よりも長い場合。 例 - つま先を持ち上げているときの足。
2 番目のタイプはスピード レバーです。筋力を加えるアームは抵抗のアームよりも短く、重力に対抗するアームが適用されます。 例としては、曲げたときの肘関節があります。
第 1 種レバー、または「バランスレバー」、双腕 - 抵抗点と筋力の適用点が支点の反対側にあります。 例としては、脊椎と頭蓋骨の接続があります。
第 2 種類のレバー、シングルアーム - 両方の力が支点の片側に、支点から異なる距離で加えられます。力の作用点と重力の作用点の位置に応じて 2 つのタイプが区別されます。
12 首の筋膜と細胞空間。
V.N.による首の筋膜：
首の表層筋膜（皮下筋）。
頸部筋膜の表層（胸鎖乳突筋と僧帽筋）。
頸部筋膜の深層（胸骨甲状筋、胸骨舌骨筋、およびオモ舌骨筋）。
子宮頸部筋膜内（気管、食道、甲状腺、神経血管束） - 頭頂層、内臓層。
脊椎前筋膜（前斜角筋）。
13 首のトポグラフィー (三角形、斜角線および斜角間空間)。
プリスケーラ空間胸骨甲状腺、胸骨舌骨筋、および前斜角筋の端の間に位置し、前方に鎖骨下静脈があり、その後方に横隔神経および鎖骨下リンパ幹があります。
斜角間空間前斜角筋と中斜角筋の間にあり、その下は第 1 肋骨で囲まれています。 前方には鎖骨下動脈があり、その後方には腕神経叢（鎖骨上部分）の幹があります。
フロント首の領域または前三角は、側面では胸鎖乳突筋の前端によって、上では顎、下顎の基部および枝、乳様突起によって、下では胸骨の頸静脈切痕によって制限されています。
顎から頸静脈切痕までの前方正中線は、その領域を次のように分割します。 内側の三角形：右と左。 各内側の三角形の上部には次の特徴があります。 顎下三角、二腹筋の前腹と後腹、および下顎によって制限されます。 これには、境界内に N. I. Pirogov によって記述されている、顎下唾液腺と小さな舌三角形が含まれています。
フロント– 顎舌骨筋の後端、
後方 -二腹筋の後腹の下端。
上– 舌下神経;
三角形の領域は舌骨筋とその下の筋肉によって占められています 舌動脈、N.I.に割り当てられた迅速なアクセスのため。 ピロゴフは三角形を与えました。
前部の中央には頸動脈（ 眠い) 三角形、前方と下方はオモ舌骨筋の上腹部によって形成され、上方は二腹筋の後腹部によって形成され、後方は胸鎖乳突筋の前端によって形成されます。 眠そうな三角地帯で彼らは通り過ぎる 内頸静脈、迷走神経、総頸動脈、その制限内で、甲状軟骨の上端のレベルで外側と内側に分けられます。 三角形の下部では、総頸動脈が YI 頚椎の横突起の前結節に隣接しており、脈の触診や止血の際に総頸動脈が前結節（頸動脈結節）に押し付けられます。
前部領域の下部は次のように占められています。 肩甲気管境界内の三角形: 上外側 - 片舌骨筋の上腹、後下 - 胸鎖乳突筋の端、内側 - 前正中線。 三角形の奥には気管と食道があります。
胸鎖乳突筋領域同じ名前の筋肉に対応し、外側三角形と内側三角形の間の良いガイドとして機能します。 筋肉の前端は、頸動脈、内頸静脈、およびそれらの間に位置する迷走神経の投影線に対応します。
側部領域首には、胸鎖乳突筋の後端に沿った前縁、僧帽筋に沿った後縁、および鎖骨に沿った下縁があります。
を含む：
肩甲骨台形上部を占める三角形は、僧帽筋、胸鎖乳突筋（側面）の端と、オモ舌骨筋の下腹部（下側）の間に位置します。 頸神経叢とその短い枝がその中に投影されています。
肩鎖骨三角形は鎖骨 (下側) と胸鎖乳突筋、肩甲舌骨筋 (下腹部) の筋肉の端によって形成されます。 その内部 - カラエン空間には、鎖骨下静脈、動脈、腕神経叢の幹からなる首の水平な神経血管束があります（前後）。
後部領域頸部の上縁は上項部線に沿っており、側縁は僧帽筋の前縁に沿っており、下縁はYII頚椎の肩峰棘突起の線に沿っている。 この領域は、上で説明した多層の後部筋肉群によって占められています。 後頭部の下にあります 後頭下後直筋と頭斜筋で囲まれた三角形。
